Реферат: Шпоры по физике

2МЕХАНИКА

2Механика 1 - 0 раздел физики, который изучает закономерности механи-

ческого движения и причины, вызывающие или изменяющие этодвижение.

3Механическим движением 1 0называется изменение положения тела в

пространстве относительно других тел с течением времени.

Механика делится на три раздела: кинематику,динамику, статику.

3Кинематика 1 0изучает движениетел, не рассматривая причин, которые

это движение обусловливают.

1Динамика 0 изучает законы движения тел ипричины, которые вызывают

или изменяют это движение.

1Статика 0 изучает законы равновесия тел.

2КИНЕМАТИКА

1Поступательным 0 называется движениетела, при котором все его точ-

ки описывают одинаковые траектории.

1Материальной точкой 0 называется тело,размерами которого в услови-

ях его движения можно пренебречь.

1Система отсчёта 0 — это совокупность системы координат и часов,

связанных с телом отсчёта.

1Перемещение 0 — вектор, проведенный изначального положения движу-

щейся точки в положение ее в данный момент времени.

1Путь 0 - это длина отрезка траектории, пройденного телом за расс-

матриваемый промежуток времени.

1Траектория 0 — непрерывная линия, которуюописывает движущаяся матери-

альная точка.

1Прямолинейным равномерным движением 0называют такое движение, при

котором тело за равные промежутки времени совершаетодинаковые переме-

щения.

1Скорость 0 - векторная величина, которая определяет как быстроту

движения, так и его направление в данный момент времени.

1Средняя скорость 0равна отношениюперемещения к промежутку време-

ни, в течение которого это перемещение произошло.

7D 0 2r

< 2v 0 > 2= 0 ───

7D 0 t

При прямолинейном движении вектор перемещениясовпадает с соот-

ветствующим участком траектории и модульперемещения 7 D 2 r 0 равен прой-

денному пути S. В этом случае < v > = S/t.

Единица скорости — метр в секунду.

1Мгновенноя скорость 0 — скорость тела в данный момент времени в

данной точке траектории.

2v 0 =d 2S 0/dt

Вектор мгновенной скорости направлен по касательнойк траектории

в данной точке.

Движение, при котором тело за равные промежуткивремени совершает

разные перемещения, называется неравномерным.

1Ускорение - 0 характеристика неравномерного движения; определяет

быстроту изменения скорости по модулю и направлению.

2a 0 =d 2v 0/dt

Единица ускорения — метр на секунду в квадрате ( 1м/с 52 0 ).

1Равноускоренное движение - 0 движение сускорением, постоянным по

модулю и направлению.

— 2 -

Скорос 1ть точки при равнопеременном движении 3 0изменяется в зависи-

мости от времени по закону:

v=v 40 0+at,

где v 40 0-cкорость в начальный моментвремени, v-скорость тела в момент

времени t, а- ускорение.

1Кинематическое уравнение равнопеременногодвижения 0 имеет вид:

S=v 40 0t+at 52 0/2.

Пройденный путь, ускорение и изменение скорости приравноперемен-

ном движении связаны формулой:

v 52 0-v 52 40 0=2aS ,

где v- Конечная скорость, v 40 0-начальнаяскорость, a-ускорение, S- прой-

денный путь.

1Свободным падением 0 называется движениетела в безвоздушном прост-

ранстве под действием силы тяжести.

1Криволинейным 0называют движение,траектория которого представляет

собой кривую линию.

Движение тела, брошенного под углом 7 a 0 к горизонту с модулем ско-

рости v 40 0: S=v 40 52 0sin2 7a 0 /g — дальность полета,

H = v 40 52 0sin 52 7a 0 /2g — максимальная высота подъема,

t = 2v 40 0 sin 7a 0 /g — времяполета,

g- ускорение свободного падения.

1Равномерное движение по окружности 0 - это движение по круговой

траектории с постоянной скоростью.

1Линейная скорость 0- это величина равнаяотношению длины дуги, опи-

санной точкой при движении по окружности за некоторыйпромежуток вре-

мени, к величине этого промежутка. v=S/t.

Вектор линейной скорости направлен по касательной кокружности в

данной точке.

1Угловая скорость 0 — это величина, равная отношению угла поворота

радиуса-вектора, проведённого к движущейся точке изцентра вращения, к

промежутку времени, за который этот поворот совершен.

7w 0 = 7f 0 /t.

Вектор угловой скорости направлен вдоль оси вращенияв ту сторо-

ну, откуда поворот тела виден происходящим против ходачасовой стрелки.

Единица угловой скорости — радиан в секунду (рад/с).

Связь между линейной и угловой скоростями выражаетсяформулой:

v = 7w 0 R

1Период обращения 0- это время, закоторое точка совершает один пол-

ный оборот. Период ( Т ) измеряется в секундах.

1Частота вращения 0 — это число оборотовв единицу времени. Частота

вращения ( n ) измеряется в об/с или с 5-1 0.

Формула, выражающая связь между периодом ичастотой вращения:

n=1/T.

Связь линейной скорости с периодом и частотой:v=2 7p 0 R/T = 2 7p 0 Rn,

где v- линейная скорость; R — радиус окружности, покоторой движется

точка; T — период вращения; n — частота вращения.

1Центростремительное ускорение 0 - это ускорение, характеризующее

быстроту изменения линейной скорости при вращательномдвижении по нап-

равлению. Оно направлено к центру вращения.

Модуль центростремительного ускорения определяетсяпо формулам:

a =v 52 0/R = 7w 0 52 0R = 7w 0 v =4 7p 0 52 0n 52 0R.

- 3 -

1Cкорость движения точки относительно неподвижнойсистемы отсчета 0:

2v 0 = 2v 0` + 2u 0, где 2 v` 0 — скорость частицы относительно подвижной сис-

темы отсчета, 2 u 0 — скорость подвижнойсистемы отсчета относительно не-

подвижной.

2ОСНОВЫ ДИНАМИКИ

1Первый закон Ньютона 0: существуюттакие системы отсчёта, относи-

тельно которых тела движутся равномерно и прямолинейно,если на них не

действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

1Инерциальная система отсчета 0 — системаотсчета, относительно ко-

торой свободная материальная точка, не подверженнаявоздействию других

тел, движется равномерно и прямолинейно ( по инерции ).

1Инертность 0 — это свойство тел сохранятьскорость своего движения

неизменной.

1Масса 0 тела — это физическая величина, являющаяся мерой его инер-

ционных ( инертная масса ) и гравитационных (гравитационная масса )

свойств. Инертная и гравитационная массы равны другдругу.

1Плотность тела 0- это физическаявеличина, равная отношению массы

тела к его объёму. 7 r 0= m/V. Измеряется вкг/м 53 0.

1Сила 0- векторная величина, характеризующая действие на тело со

стороны других тел или полей, в результате котороготело приобретает

ускорение или подвергается деформациям.

Сила характеризуется числовым значением, направлением в прост-

ранстве и точкой приложения. Единица силы — ньютон. 1 Н =кг 5. 0м/с 52 0.

1Импульсом силы 0 называется произведениесилы на время её действия.

F 5. 0t

1Импульс 0 материальной точки — векторнаявеличина, численно равная

произведению массы материальной точки на ее скорость иимеющая направ-

ление скорости.

2p 0 = m 2v

1Второй закон Ньютона 0: ускорение,приобретаемое материальной точ-

кой , пропорционально вызывающей его силе, совпадает сней по направ-

лению и обратно пропорционально массе материальной точки.

2a 0= 2F 0/m

Более общая формулировка 1 второго законаНьютона 0: скорость измене-

ния импульса материальной точки равна действующей на неесиле.

2F 0 =d 2p 0/dt

1Третий закон Ньютона 0: Тела действуютдруг на друга с силами, рав-

ными по модулю и противоположными по направлению.

2F 412 2 0= 2 0- 2 F 421

1Закон всемирного тяготения 0: телапритягиваются друг к другу с си-

лой прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорцио-

нальной квадрату расстояния между ними.

F = Gm 41 0m 42 0/r 52 0,

где G - гравитационная постоянная, численно равнаясиле, с которой

притягиваются тела массами по 1 кг на расстоянии 1 м другот друга.

1Сила тяжести 0 — это сила, с которойтело притягивается Землёй.

1Вес тела 0- это сила с которой телодавит на опору или растягивает

подвес.

Сила тяжести действует всегда, а вес проявляется только в том

случае, когда на тело кроме силы тяжести действуют ещедругие силы.

1Сила упругости - 0 сила, возникающая врезультате деформации тела.

— 4 -

Деформация — это изменение объёма и формы тела поддействием дру-

гих тел. Деформацию называют упругой, если после прекращениядействия

других тел деформируемое тело полностью восстанавливаетсвою форму и

объём. Деформацию называют пластичной, если послепрекращения действия

других тел деформируемое тело не восстанавливает своюформу и объём

или делает это не полностью.

1Закон Гука 0: Сила упругостипропорциональна удлинению тела и нап-

равлена в сторону, противоположную направлениюперемещения частиц тела

при деформации.

F = — kx,

где F- сила упругости, k — коэффициент жесткости, х — удлинение тела.

Другая формулировка 1закона Гука 0: Прималых деформациях механичес-

кое напряжение 7 s 0 прямо пропорциональноотносительному удлинению 7 e 0.

7s 0 =E 7e

Механическим напряжением называют отношение модуля силыупругости F к

площади поперечного сечения S тела: 7 s 0 =F/S.

Относительное удлинение 7 e 0 =(l-l 40 0)/l 40, 0 где l 40 0 — длина приотсутствии

внешней нагрузки, l- длина тела после приложения силы, Е-модуль Юнга.

1Сила трения — 0сила сопротивления, действующая на тело и направ-

ленная противоположно относительному перемещению данноготела.

1Сила трения покоя 0 — сила, возникающаяна границе соприкосновения

тел при отсутствии относительного движения тел.

1Сила трения скольжения 0 пропорциональнасиле нормального давления

F 4тр 0 = 7m 0 N,

где 7m 0- коэффициент тренияскольжения, зависящий от свойств соприкасаю-

щихся поверхностей.

1Закон сохранения импульса 0: в замкнутой системе тел геометрическая

сумма импульсов тел остается постоянной при любыхвзаимодействиях тел

этой системы между собой.

2p 0= 7S 0 m 2v 0 = const

1Замкнутая система 0 — механическаясистема тел, на которую не дейс-

твуют внешние силы.

1Моментом силы 0 относительно оси вращения называется величина М,

равная произведению силы F на плечо d

M = Fd

1Плечом силы 0 называется кратчайшеерасстояние от оси вращения до

линии действия силы.

1Правило моментов 0: твердое тело сзакрепленной осью вращения нахо-

дится в равновесии при условии равенства нулю суммы всехмоментов сил

относительно этой оси.

7S 0 M = 0

2РАБОТА И ЭНЕРГИЯ

1Работа силы — 0величина, 1 0равная произведению модуля вектора силы

на модуль вектора перемещения и на косинус угла междувектором силы и

вектором перемещения.

A 1 0= 1 0FScos 7a

A-величина скалярная 1. 0 Единица работы 1- 0 джоуль (Дж). 1 Дж=Н 5. 0м.

1Мощность 0 - это физическая величина, равная отношению работы к

промежутку времени, за который эта работа совершена.

N=A/t

Единица мощности - ватт (Вт). 1 Вт=Дж/с.

— 5 -

1Мгновенная мощность 0 равна произведениюсилы на скорость с кото-

рой движется тело и на косинус угла между векторами силыи скорости.

N = Fvcos 7a

1Энергия 0 — универсальная мера различныхформ движения и взаимо-

действия.

В соответствии с различными формами движения материиразличают разные

виды энергии: механическая, внутренняя, электромагнитнаяи т.д.

1Механическая энергия 0характеризуетдвижение и взаимодействие тел

и является функцией скоростей и взаимного расположениятел. Она равна

сумме кинетической и потенциальной энергий.

Е = Е 4к 0 +Е 4р

1Кинетическая энергия 0 механическойсистемы — энергия механического

движения этой системы.

1Кинетическая энергия 0 тела массой m, движущегося поступательно со

скоростью v, определяется по формуле:

Е 4к 0 =mv 52 0/2

1Потенциальная энергия 0 1- 0энергия, обусловленная взаимодействием

тела с другими телами или взаимодействием частей одного итого же тела

между собой при деформации.

1Потенциальная энергия тела, поднятого надповерхностью Земли 0на

высоту h

Е 4р 0= 4 0mgh

1Потенциальная энергия упругодеформированноготела. 0

Е 4р 0 =kx 52 0/2

1Закон сохранения полной механическойэнергии: 0 полная механическая

энергия системы тел остается неизменной при любыхдвижениях тел систе-

мы.

Е = Е 4к 0+Е 4р 0 = const

2МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ

1Давление 0- физическая величина равная отношению модуля силы,

действующей перпендикулярно поверхности, к площадиповерхности.

р=F/S.

Единица давления — паскаль (Па). 1Па = Н/м 52

Внесистемные единицы давления: 1 мм.рт.ст.= 133 Па.

1атм. = 10 55 0 Па = 760 мм.рт.ст.

1Закон Паскаля 0: давление, производимоена жидкость или газ, пере-

даётся по всем направлениям одинаково.

1Давление столба жидкости 0 на глубине h

9P 0 9= 7 r 0 gh,

где 7 r 0- плотность жидкости

1Закон Архимеда 0: На тело, погружённое вжидкость или газ, действу-

ет выталкивающая сила, направленная вертикально вверх иравная весу

жидкости или газа, вытесненного этим телом.

F 4A 0 9= 7r 9gV 0,

9где 7r 9- плотность жидкости или газа,g 7 9- ускорение свободного 0 падения,

9V-объём погруженной в жидкость или газ части тела.

— 6 -

2СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

1Принцип относительности Эйнштейна: 0 никакие опыты ( механические,

электрические, оптические), проведенные внутри данной инерциальной

системы отсчета, не дают возможности обнаружить,покоится ли эта сис-

тема или движется равномерно и прямолинейно.

1Принцип постоянства скорости света: 0 скорость света в вакууме не

зависит от скорости движения источника света илинаблюдателя и одина-

кова во всех инерциальных системах отсчета.

1Релятивистское замедление времени

1t 0= 1t 40 0/(1 — v 52 0/c 52 0) 51/2

1Релятивистское сокращение длины

l 1 0= 1 0l 40 0/(1 — v 52 0/c 52 0) 51/2

1Масса релятивистской частицы

m = m 40 0/(1 — v 52 0/c 52 0) 51/2

1Закон взаимосвязи массы и энергии

Е = mc 52

Формула, выражающая связь между энергией иимпульсом релятивист-

ской частицы.

E =m 40 52 0c 54 0 + p 52 0c 52

2МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕПЛОВЫЕЯВЛЕНИЯ.

1Молекулярная физика - 0 раздел физики,изучающий строение и свойства

вещества, исходя из молекулярно-кинетическихпредставлений о его стро-

ении.

1Основные положения молекулярно-кинетическойтеории: 0

1). Все тела состоят из частиц - молекул, атомов иионов.

2). Атомы, молекулы и ионы находятся в непрерывномхаотическом тепло-

вом движении. Скорость этого движения зависит от температуры.

3). Между частицами любого тела существуют силы взаимногопритяжения и

отталкивания.

1Броуновское движение - 0 беспорядочноедвижение малых макроскопи-

ческих частиц, взвешенных в жидкости или газе, присходящее под дейс-

твием ударов со стороны молекул жидкости или газа.

1Диффузия 0 — это явление проникновениямолекул одного вещества в

промежутки между молекулами другого вещества.

1Количество вещества 0 — величина, равная числу структурных элемен-

тов (атомов, молекул, ионов), составляющих систему.

7n 0 =N/N 4A,

где N — число частиц, N 4A 0 — постояннаяАвогадро.

1Моль - 0 единица количества вещества.Моль равен количеству вещест-

ва системы, содержащей столько же частиц, сколько содержитсяатомов в

углероде-12 массой 0.012 кг.

1Постоянная Авогадро - 0 число атомов (молекул или ионов), содержа-

щихся в одном моле различных веществ.

N 4A 0 =6,022 5. 010 523 0 моль 5-1

1Молярная масса - 0 масса 1 моль вещества

М =m 40 0N 4A 0,

где m 40 0 — масса молекулы.

Единица молярной массы — килограмм на моль (кг/моль)

Число N молекул в теле массой m можно подсчитать поформуле:

N = 7n 0 N 4A 0= 4 0- N 4A 0 ,

— 7 -

где 7 n 0- количество вещества, N 4A 0- число Авогадро, М-молярная масса,

m — масса веществ.

1Идеальный газ 0 - это газ, междумолекулами которого отсутствуют

силы взаимного притяжения.

1Основное уравнение 0 1молекулярно-кинетической теории 0идеальных га-

зов

1 2

p = — nm<v 52 0> или p= — n<E>

3 3

где n-число молекул в единице объёма, m — масса молекулы,<v 52 0>- cредний

квадрат скорости. <E> — средняя кинетическаяэнергия поступательного

движения молекул газа.

1Температура - 0 величина,характеризующая состояние термодинамичес-

кого (теплового) равновесия макроскопической системы.

1Абсолютный нуль температуры 0- этопредельная температура, при ко-

торой прекращается поступательное движение молекул.

1Абсолютная (термодинамическая) шкала - 0 это шкала температур, в

которой за начало отсчета принят абсолютный нуль. Единица температуры

в этой шкале — кельвин (К), величина которого совпадаетградусом Цель-

сия. В шкале Цельсия абсолютный нуль равен — 273,15 50 0 С. Связь между

абсолютной температурной шкалой и шкалой Цельсиявыражается формулой

Т = (t + 273) К

1Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы

идеального газа

<E> = — kT ,

где k — постоянная Больцмана. k =1,38 5. 010 5-23 0 Дж/К

1Зависимость давления газа от концентрациимолекул и температуры

p = nkT

1Молярная газовая постоянная 0 R = kN 4A 0.R = 8,31 Дж/(моль 5. 0К)

1Средняя квадратичная 5 1скоростьмолекул

<v> = (3RT/M) 51/2 0= (3kT/m) 51/2

1Уравнение Клапейрона 0

PV/T = const

1Уравнение состояния идеального газа 5 0(уравнениеМенделеева-Клапей-

рона)

pV = — RT,

где P — давление, V — объём, R — универсальная газоваяпостоянная,

T — абсолютная температура, M — молярная масса газа.

1Изотермический процесс - 0 процесс,протекающий при постоянной тем-

пературе.

1Закон Бойля-Мариотта: 0 Для данной массыгаза произведение давления

на объём при постоянной температуре есть величинапостоянная.

pV=const

1Изобарный прцесс - 0 процесс,протекающий при постоянном давлении.

1Закон Гей-Люссака: 0 Для данной массыгаза при постоянном давлении

отношение объёма к абсолютной температуре есть величинапостоянная.

V/T=const.

1Изохорный процесс 0 1- 0процесс, протекающий при постоянном объёме.

— 8 -

1Закон Шарля: 0 Для данной массы газапри постоянном объёме отноше-

ние давления к абсолютной температуре есть величинапостоянная.

p/T=const.

1Закон Дальтона: 0 Давление смесиидеальных газов равно сумме парци-

альных давлений входящих в нее газов.

p=p 41 0+p 42 0+p 43 0+ 5.. 0+p 4n

1Термодинамика 0- раздел физики,изучающий общие свойства макроско-

пических систем, находящихся в состояниитермодинамического равнове-

сия, и процессы перехода между этими состояниями.

1Внутренняя энергия 0 - энергия хаотического движения молекул и

энергия взаимодействия их между собой.

1Внутренняя энергия одноатомного идеальногогаза

3 3 m

U = — PV = — — RT

2 2 M

1Работа совершаемая газом при изменении егообъема

dA = PdV

1Количество теплоты 0 — энергия, которуютело получает или отдаёт

при теплообмене.

1Первое начало термодинамики: 0 Количество теплоты, переданное сис-

теме 1, 0расходуется на 1 0изменение её внутренней энергии и на совершение

ею работы против внешних сил.

Q = 7D 0 U + A.

1Теплоёмкость 0 — физическая величина,численно равная отношению ко-

личества теплоты, сообщаемого телу, к изменению температурытела.

C=Q/ 7D 0 T.

Теплоёмкость тела измеряется в Дж/К.

1Удельная теплоёмкость 0 — величиначисленно равная количеству теп-

лоты, которую надо сообщить телу массой 1 кг дляизменения его темпе-

ратуры на 1 кельвин.

с = ────

m 7D 0 T

Единица удельной теплоёмкости — Дж/(кг 5. 0К).

1Работа газа при изобарном прцессе

A 1 0= 1 0P(V 42 0-V 41 0), A =mR(T 42 0-T 41 0)/M

1Адиабатныйпроцесс 0 — процесс протекающий без теплообмена с окру-

жающей средой.

1Тепловой двигатель 0 — устройство, которое превращает внутреннюю

энергию топлива в механическую работу.

Тепловой двигатель состоит из трёх частей: нагревателя,холодильника и

рабочего тела.

1Термический коэффициент полезного действия 0тепловой машины:

A Q 41 0-Q 42

7h 0 = - = ────── 4,

Q 41 0 Q 41

где Q 41 0- 4 0количество теплоты,полученной от нагревателя, Q 42 0- количест-

во теплоты, отданной холодильнику, A — механическаяработа.

— 9 -

Максимально возможный КПД при данных температурах нагревателя и

холодильника имеет идеальный тепловой двигатель, работающий по циклу

Карно

T 42

7h 0 = 1 — — ,

T 41

где Т 41 0 — температура нагревателя,Т 42 0 — температура холодильника.

1Плавление 0 — процесс перехода вещества из твёрдого состояния в

жидкое при температуре плавления.

1Удельная теплота плавления 0 — количество теплоты, необходимое для

превращения 1 кг твёрдого кристаллического вещества изтвёрдого состо-

яния в жидкое при температуре плавления.

7l 0 = Q/m.

1Пар 0 — вещество, находящееся вгазообразном состоянии.

1Насыщенный пар 0 — пар, находящийся вравновесии со своей жидкостью.

1Точка росы 0 — температура, при которойпар переходит в состояние

насыщения.

1Парообразование 0 — процесс переходавещества из жидкого состояния

в газообразное.

1Испарение 0- процесс парообразования, происходящий со свободной

поверхности жидкости при любой температуре.

1Кипение 0 — процесс парообразования, происходящий не только с сво-

бодной поверхности жидкости, но и во всем её объёмевнутрь образующих-

ся при этом пузырьков пара.

Для каждой жидкости существует своя температура кипения. Жидкость ки-

пит при такой температуре, при которой давление еёнасыщенных паров

равно атмосферному давлению.

1Конденсация 0 — процесс переходавещества из газообразного состоя-

ния в жидкое.

1Удельная теплота парообразования - 0 Количество теплоты, которое

необходимо для превращения единицы массы жидкости впар 1. 0

r 1 0= 1 0Q/m.

1Кристаллизация 0 - Процесс превращенияжидкости в твёрдое кристал-

лическое состояние.

1Кристаллическая решетка 0 — структура,для которой характерно регу-

лярное расположение частиц с переодической повторяемостьюв трех изме-

рениях.

1Абсолютная влажность 0 — плотностьводяных паров в атмосфере.

Может определятся также парциальным давлением водяногопара.

Единица абсолютной влажности — килограмм накубический метр или

паскаль.

1Относительная влажность 0 - величина равная отношению абсолютной

влажности к плотности насыщенного пара при даннойтемпературе.

r = 7r 0/ 7r 4н 5. 0100 4 0%.

1Точка росы 0 — температура, при которойводяной пар, содержащийся в

воздухе, становится насыщенным.

1Высота подъема жидкости 0 в капилярнойтрубке при полном смачивании

h = 2 7s 0/ 7r 0 gr,

где 7 s 0 — коэффициент поверхностногонатяжения, 7 r 0 — плотность жидкости,

r — радиус капиляра, g — ускорение свободного падения.

— 10 -

2ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

2ЭЛЕКТРОСТАТИКА.

1Элекростатика 0 - разделэлекродинамики, изучающий взаимодействия

неподвижных электрических зарядов и свойств постоянногоэлектрического

поля.

1Электрический заряд 0 — величина, характеризующая свойство тел или

частиц, вступать в электромагнитные взаимодействия.

Единица электрического заряда — кулон (Кл)

Существует два вида электрических зарядов — положительные и отрица-

тельные. Заряд, которым обладает электрон называют отрицательным, а

заряд протона — положительным.

Разноимённые заряды притягиваются, а одноимённыеотталкиваются. Элект-

рический заряд дискретен, т.е. заряд любого теласоставляет целое

кратное от элементарного электрического заряда.

1Элементарный электрический заряд — e = 01.6 5. 010 5-19 0 Кл.

1Закон сохранения заряда: 0алгебраическая сумма элект-

рических зарядов в электрически изолированной системеесть величина

постоянная.

7S 0 q = const.

1Точечный заряд 0- заряд,сосредоточенный на теле, линейные размеры

которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием додругих заря-

женных тел, с которыми он взаимодействует.

1Закон Кулона 0: сила взаимодействиямежду двумя точечными зарядами

прямо пропорционална произведению модулей этих зарядов иобратно про-

порционален квадрату расстояния между ними.

q 41 0q 42

F = k ────,

r 52

где k = 1/4 7p 0 7e 0 7e 0 40 0 = 9 5. 010 59 0Н 5. 0м 52 0/Кл 52 0, 7 e 0 — диэлектрическая проницаемость

среды в которой находятся заряды, 7e 0 40 0 — электрическая постоянная.

1Электрическая постоянная 7 e 40 0 = 8.85 5. 010 5-12 0 Ф/м.

1Электростатическое поле 0 — поле, которое создается неподвижными

электрическими зарядами.

1Напряжённость электрического поля 0 - физическая величина равная

отношению силы, действующей на положительный заряд,помещённый в дан-

ную точку поля, к величине этого заряда.

E=F/q.

Единица напряженности электрического поля — вольт на метр1В/м = 1Н/Кл

Вектор напряжённости электрического поля совпадает понаправлению с

вектором силы, действующей на пробный положительныйзаряд, помещённый

в данную точку поля.

1Напряжённость электрического поля точечного заряда

E = k — ,

r 52

где k = 1/4 7p 0 7e 0 7e 0 40 0, r- расстояние от заряда до точки поля.

1Линии напряжённости электрического поля 0 — линии, касательные к

которым в любой точке совпадают по направлению с векторомнапряжённос-

ти.

Линии напряжённости используются для графическогоизображения полей.

— 11 -

1Принцип суперпозиции полей 0: напряженность результирующего поля,

создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумменапряженнос-

тей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов вотдельности.

2Е = Е 41 0+ 2Е 42 0+ 2 Е 43 0+ 5...

1Однородное электрическое поле - 0электрическое поле, во всех точ-

ках которого вектор напряжённости одинаков по величине инаправлению.

1Поверхностная плотность заряда 0-заряд, приходящийся на единицу

поверхности.

7s 0 9= 0 9q/S

1Напряженность поля, создаваемого равномернозаряженной бесконеч-

1ной плоскостью.

Е = 7 s 0/2 7e 4 0

1Напряженность поля в плоском конденсаторе

Е = 7 s 0/ 7ee 4 0

1Диэлектрическая проницаемостьдиэлектрика 7 0- безразмерная величи-

на, показывающая во сколько раз электрическое полеослабляется диэ-

лектриком.

7e 0 =E 40 0/E,

где Е 40 0 — напряженность поля в вакууме, Е — напряженность поля в диэ-

лектрике.

1Потенциальная энергия 0 взаимодействиядвух точечных зарядов.

q 41 0q 42

W = k ───,

где k = 1/4 7p 0 7e 0 7e 0 40 0, r-расстояние между зарядами.

1Потенциал 0 электростатического поля — величина, равная отношению

потенциальной энергии заряда в данной точке поля, квеличине этого за-

ряда.

7f 0 = W/q.

Единица потенциала - вольт (В).

Потенциал — энергетическая характеристика поля.

1Потенциал электростатического поля точнчногозаряда 0 на расстоянии

r от заряда

7f 0 = k — ,

где k = 1/4 7p 0 7e 0 7e 0 40

Если поле создано несколькими зарядами, то потенциалрезультирующего

поля в данной точке равен алгебраической суммепотенциалов полей, соз-

данных отдельными зарядами.

7f 0 = 7f 0 41 0+ 7f 0 42 0+ 7f 0 43 0+ 5.....

1Работа сил электрического поля 0 рвнаубыли потенциальной энергии

A 412 0 = W 41 0- 4 0W 42

1Работа сил электрического поля 0 по перемещению заряда из одной

точки поля в другу

A = q( 7f 41- 7f 4 2 0),

где 7 f 0 41 0 — потенциал поля вначальной точке перемещения, 7 f 0 42 0 — потенци-

ал поля конечной точки перемещения.

1Разность потенциалов 0 между двумяточками поля равна отношению ра-

боты по перемещению заряда из одной точки поля вдругую, к величине

этого заряда.

7f 0 41 0 - 7f 0 42 0 = A/q.

— 12 -

1Напряжение 0в электростатическом полеравно разности потенциалов.

U = 7f 41 7 0- 7f 4 2

Разность потенциалов и напряжение измеряются в вольтах(В).

1Напряжение 0 между двумя точкамиоднородного поля и 1напряжённость

связаны между собой соотношением:

E = U/d,

где d-кратчайшее расстояние между эквипотенциальнымиповерхностями, на

которых находятся точки поля.

1Эквипотенциальные поверхности 0 — поверхности, во всех точках кото-

рых потенциал имеет одно и то же значение.

1Диэлектрики 0 — вещества, практическине проводящие электрический

ток.

1Полярные диэлектрики 0 состоят измолекул, у которых центры распре-

деления положительных и отрицательных зарядов несовпадают.

1Неполярные диэлектрики 0 состоят измолекул и атомов, у которых

центры распределения положительных и отрицательныхзарядов совпадают.

1Электрический диполь 0 — система двухравных по модулю разноименных

точечных зарядов, расстояние между которыми значительноменьше рассто-

яния до рассматриваемых точек поля.

1Поляризация 0 диэлектрика — смещениеположительных и отрицательных

зарядов диэлектрика в противоположные стороны под действием электри-

ческого поля.

1Электростатическая индукция 0 — явление перераспределения поверх-

ностных зарядов на проводнике во внешнемэлектростатическом поле.

1Уединенный проводник - 0 проводник, который удален от других про-

водников, тел и зарядов.

1Электроемкость 0 уединенного проводника- величина, равная отношеню

заряда проводника к его потенциалу.

C = q/ 7f 0.

Единица электроёмкости — фарад (Ф).

Фарад — электроёмкость такого проводника, потенциалкоторого изменяет-

ся на 1 вольт при изменении заряда на 1 Кл.

1Конденсатор - 0 система из двухпроводников (обкладок) с одинаковы-

ми по модулю, но противоположными по знаку зарядами,форма и располо-

жение которых таковы, что поле сосредоточено в узком зазоремежду обк-

ладками.

1Электроёмкость конденсатора 0 — величина равная отношению заряда

конденсатора к напряжению между его обкладками:

С=q/U

1Электроёмкость плоского конденсатора

7ee 0 40 0S

C = ───,

где 7 e 0 — диэлектрическая проницаемостьдиэлектрика, 7e 0 40 0 — электрическая

постоянная , S — площадь одной из пластин, d — расстояние между плас-

тинами.

1Емкость батареи конденсаторов:

при последовательном соединении

1/С = 1/С 41 0 +1/С 42 0 + 1/С 43 0 + 5 ...

при параллельном соединении

С = С 41 0 +С 42 0 + С 43 0 + 5 ...

1Энергия заряженного конденсатора:

W = CU 52 0/2 =q 52 0/2C = qU/2

— 13 -

1Объемная плотность энергииэлектростатического поля - 0 энергия по-

ля в единице объема

7ee 40 0E 52

W = ────

2ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

1Электрический ток 0 — упорядоченное(направленное) движение элект-

рических зарядов

За направление тока принято направление движенияположительно заряжен-

ных частиц.

1Постоянный ток 0 — ток, сила тока инаправление которого не изменя-

ются со временем.

1Сила тока 0- скалярная величина,равная отношению заряда, протек-

шего через поперечное сечение проводника за некоторыйпромежуток вре-

мени, к величине этого промежутка.

I = q/t.

Единица силы тока — ампер (А).

1Ампер 0 — это сила такогонеизменяющегося тока, при припускании ко-

торого по 2 проводникам бесконечной длины и ничтожно малого сечения,

находящимся в вакууме на расстоянии 1 метр друг от друга,вызывает си-

лу взаимодействия между ними2 5. 010 5-7 0 Н на каждый метр длины.

Для существования электрического тока необходимовыполнение двух

условий:1) Наличие электрического поля ,2) Наличиесвободных носителей

зарядов.

1Плотность тока 0 — векторная величина,модуль которой равен отноше-

нию силы тока к площади поперечного сеченияпроводника. Направление

вектора плотности тока совпадает с направлениемупорядоченного движе-

ния положительных зарядов.

j = I/S

Плотность тока связана со скоростью движенияносителей заряда со-

отношением:

j = qnv,

где q-заряд носителя зарядов, n-число носителей заряда вединице объ-

ёма, v — средняя скорость носителей заряда.

1Закон Ома для однородного участкацепи 0: Сила тока в однородном

участке цепи прямо пропорциональна приложенномунапряжению и обратно

пропорциональна сопротивлению.

I = U/R.

1Сопротивление одногодного линейногопроводника

R 1 0= 7r 1 - 0,

где 7r 0 — удельное сопротивление, l — длинапроводника, S — площадь по-

перечного сечения.

1Сопротивление проводников припоследовательном соединении

R = R 41 0 +R 42 0 + R 43 5... 0.

1Сопротивление проводников при параллельномсоединении

1/R 1 0= 1 01/R 41 1 0+ 1 01/R 42 1 0+ 1 01/R 43 0+ 5... 0.

Зависимость сопротивления проводников от температуры

R = R 40 0(1 + 7a 0 t),

где R — сопротивление при температуре t, R 40 0- сопротивление при 0 50 0 С, 7a

— температурный коэффициент сопротивления.

— 14 -

1Сторонние силы 0 — силынеэлектростатического происхождения, дейс-

твующие на заряды со стороны источников тока.

1Электродвижущая сила 0 — физическаявеличина, равная отношению ра-

боты сторонних сил по перемещению заряда по замкнутойцепи, к величине

этого заряда.

7E 0 =A 4ст 0/q

1Закон Ома для замкнутой цепи 0: Силатока в замкнутой цепи прямо

пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональнаполному сопро-

тивлению цепи.

I = ─────,

R + r

где r- внутреннее сопротивление источника тока

R-общее сопротивление внешнего участка цепи.

1Работа постоянного тока 0

A = I 5. 0Ut =U 52 0t/R = I 52. 0Rt.

1Мощность тока

N = IU = U 52 0/R =I 52 0R.

1Закон Джоуля-Ленца 0: Количествотеплоты, которое выделяется в про-

воднике при пропускании электрического тока равнопроизведению квадра-

та силы тока, протекающего по проводнику, насопротивление проводника

и на время протекания электрического тока.

Q = I 52 0Rt.

Короткое замыкание цепи — это такой режим работыисточника тока,

при котором сопротивление внешнего участка цепи стремитсяк нулю.

Сила тока при коротком замыкании равна I 4кз 0= 7E 0 /r.

1Сверхпроводимость 0 — такое состояниевещества проводника, при ко-

тором его сопротивление становится равным нулю.

1Электролиты 0 — вещества, растворы и расплавы которых проводят

электрический ток. Носителями зарядов в электролитахявляются положи-

тельные и отрицательные ионы.

1Электролитическая диссоциация 0 — распадмолекул электролита на ио-

ны под влиянием электрических полей молекул растворителя.

1Рекомбинация 0 — процесс образованиянейтральных молекул из ионов.

1Электролиз 0 — явление выделениявещества на электродах при пропус-

кании тока через электролит.

1Закон Фарадея для электролиза 0: Массавещества, выделившегося на

электроде при электролизе, прямо пропорциональназаряду, протекшему

через электролит.

m = kq = kIt,

где k — электрохимический эквивалент вещества, выделяющегосяна элет-

роде.

k = M/(eN 4A ╧n), где М- молярная масса,е 0 ╧- элементарный заряд, 0 N 4A 0- число

Авогадро, n — валентность. F = eN 4A 0 — числоФарадея.

1Газовый разряд 4 0- прохождениеэлектрического тока через газ.

1Несамостоятельный газовый разряд 0 — разряд, существующий только

под действием внешнего ионизатора.

1Самостоятельный газовый разряд 0 - разряд в газе, сохраняющийся

после прекращения действия внешнего ионизатора.

1Плазма 0 — сильно ионизированный газ, вкотором концентрация поло-

жительных и отрицательных зарядов практически одинакова.

1Вакуум 0 - состояние газа при давленияхзначительно ниже атмосфер-

ного.

— 15 -

1Термоэлектронная эмиссия 0 — явлениевылетания электронов с поверх-

ности металлов и их окислов при нагревании.

1Полупроводники 0 - группа веществ, представители которой по своей

проводимости занимают промежуточное положение междуметаллами и диэ-

лектриками.

Главное отличие полупроводников от металлов состоитв зависимости

электрического сопротивления от температуры. Сопротивление металлов

при нагревании медленно растёт, а сопротивлениеполупроводников быстро

уменьшается.

2МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

1Магнитное поле 0 — силовое поле впространстве, окружающем токи и

постоянные магниты. Магнитное поле порождаетсядвижущимися зарядами и

обнаруживается по действию на движущиеся заряды снекоторой силой.

1Индукция магнитного поля 0 — векторнаявеличина, равная отношению

максимального вращательного момента сил, действующего наконтур с то-

ком, помещённый в магнитное поле, к магнитному моментуконтура.

B =M 4макс 0/p 4m

1Магнитный момент контура

p 4m 0 = IS,

где I — сила тока в контуре, S — площадь ограниченнаяконтуром.

За направление вектора магнитной индукции принимается направление от

южного полюса к северному магнитной стрелки, свободноустанавливающей-

ся в магнитном поле.

Единица индукции магнитного поля — тесла (Тл).

1Закон Ампера 0: Сила, действующая напроводник с током, помещённый

в магнитное поле, равна произведению модуля вектораиндукции магнитно-

го поля на силу тока в проводнике, на длину проводника ина синус уг-

ла между направлением тока и вектором индукции магнитногополя.

F = BlIsin 7a

Направление силы Ампера можно определить поправилу левой руки:

Левую руку располагаем так, чтобы вектор индукциимагнитного поля был

перпендикулярен ладони, четыре пальца были направленыпо направлению

тока, тогда, отогнутый на 90 градусов большой палецпокажет направле-

ние силы Ампера.

1Силовая линия магнитного поля 0 — линия, касательная к которой в

любой точке совпадает по направлению с вектором 2В 0 индукции магнитного

поля в этой точке.

1Сила Лоренца 0 — сила, действующая наэлектрический заряд q, движу-

щийся в магнитном поле со скоростью v.

F 4л 0 =qvBsin 7a

Направление силы Лоренца можно определить по правилулевой руки:

Левую руку располагаем так, чтобы вектор индукциимагнитного поля 2 В

был перпендикулярен ладони, 4 пальца были направлены по направлению

вектора скорости 2 0v положительно заряженнойчастицы, тогда отогнутый на

90 градусов большой палец покажет направление силыЛоренца. Если час-

тица имеет отрицательный заряд, то вытянутые пальцы левойруки следует

направить против направления вектора скорости 2 0v.

Радиус окружности, по которой со скоростью v,перпендикулярной В,

движется в магнитном поле заряженная частица

r = mv/qB

— 16 -

Период обращения частицы — время, затрачиваемое еюна один полный

оборот.

T = 2 7p 0 m/qB

1Магнитная проницаемость 0 — величина, показывающая, во сколько раз

индукция магнитного поля в веществе больше или меньше,чем в вакууме.

7m 0 =B/B 40

1Ферромагнетики 0 — вещества, в которыхмагнитные моменты атомов или

ионов самопроизвольно ориентированы параллельно другдругу.

1Домены 0- области в ферромагнетике, самопроизвольно намагниченные

до насыщения.

1Парамагнетики - 0 вещества, в которых вектор магнитной индукции

собственного магнитного поля имеет одинаковоенаправление с вектором

индукции намагничивающего поля.

1Диамагнетики - 0 вещества, в которыхвектор индукции собственного

магнитного поля направлен противоположно вектору магнитной индукции

намагничивающего поля.

1Соленоид 0 — проводник, свернутый вспираль с большим числом вит-

ков, по которому идет электрический ток.

2ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

1Электромагнитная индукция 0 — этоявление возникновения индукцион-

ного тока в замкнутом проводнике при изменении магнитногополя, пере-

секающего контур, ограниченный этим проводником.

1Магнитный поток 0 - величина, равнаяпроизведению модуля вектора

индукции магнитного поля 2 B 0 на площадьповерхности 2 0S, которую пересека-

ет магнитное поле, и на косинус угла 7a 0 между вектором нормали к конту-

ру и вектором индукции магнитного поля.

Ф = ВScos 7a 0.

Единица измерения Магнитного потока - вебер (Вб).

1Закон Фарадея 0: ЭДС индукции, возникающаяя в контуре, прямо про-

порциональна скорости изменения магнитного потока, пересекающего пло-

щадь, ограниченную этим контуром.

72D 0Ф 72

7E 0 = — ────

7D 0 t

1Правило Ленца 0: Индукционный ток всегда имеет такое направление,

при котором, созданное им магнитное поле противодействует изменению

магнитного потока, вызывающего этот ток.

1Самоиндукция - 0 возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре

при изменении в нем силы тока.

1ЭДС самоиндукции: 0 ЭДС самоиндукции, возникающая в электрической

цепи при изменении тока в ней, прямо пропорциональнаскорости измене-

ния силы тока.

7E 0 4с 0 = -L 7D 0 I/ 7D 0 t,

где L-индуктивность контура.

1Индуктивность контура - 0 величина, равная отношению полного маг-

нитного потока пронизывающего контур к силе тока,текущего в нем.

L = Ф/I

Единица индуктивности — генри (Гн)

1Магнитный поток, создаваемый током в контуре

Ф = LI

— 17 -

1ЭДС индукции возникающая в движущемсяпроводнике

7E 0 = Blv sin 7a 0,

где В — модуль вектора магнитной индукции, 7 a 0 — угол между векторами v

и В, l — длина проводника.

1Гипотеза Максвелла 0: во всех случаях,когда электрическое поле из-

меняется со временем, оно порождает магнитное поле.

1Электромагнитное поле 0- этосовокупность переменного электричес-

кого поля и неразрывно связанного с ним переменногомагнитного поля.

1Энергия магнитного поля 0:

W=LI 52 0/2

2МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕКОЛЕБАНИЯ

1Колебания - 0 движения или процессы, которые характеризуются опре-

деленной повторяемостью во времени.

1Свободные колебания 0 — колебания,которые совершаются за счет пер-

воначально сообщенной энергии при последующем отсутствиивнешних воз-

действий на колебательную систему.

1Гармонические колебания 0 — колебания, прикоторых колеблющаяся величина

изменяется со временем по закону синуса или косинуса.

1Уравнение гармонических колебаний 0

x = A cos( 7w 0 t + 7f 0),

где х - значение изменяющейся величины в данный моментвремени, A -

амплитуда, 7w 0 — циклическая частота, 7f 0 — начальная фаза.

1Амплитуда колебаний - 0 максимальноезначение колеблющейся величины.

1Фаза колебаний 0 — переодическиизменяющийся аргумент, описывающий

колебательный процесс

( 7w 0 t+ 7f 0 ),

1Частота 0 1колебаний 0 7y 0 — число полных колебаний, совершаемых в еди-

ницу времени.

Единица частоты — герц (Гц).

1Циклическая частота 0 7w 0 — число колебаний за 2 7p 0 секунд.

Единица циклической частоты — с 5-1 0.

Связь частоты с циклической частотой

7w 0=2 7py

1Период колебаний 0 T — время, закоторое совершается одно полное

колебание.

Связь периода с частотой

7w 0 =2 7p 0 /T; 7y 0 = 1/T.

1Скорость колеблющейся точки

v = ── = — A 7w 0 sin( 7w 0t + 7f 0 )

1Максимальная скорость колеблющейся точки

v 4мах 0 = A 7w

1Ускорение колеблющейся точки

1a 0 = ── = A 7w 5 2 0 cos( 7w 0t + 7f 0 )

1Максимальное ускорение колеблющейся точки

1a 4мах 0 = A 7w 5 2

1Сила, действующая на колеблющуюсяматериальную точку

F = — m 7w 52 0x = — kx

— 18 -

1Полная энергия 0 материальной точки, совершающей гармонические ко-

лебания

m 7w 52 0A 52

W = 5 0─────

1Пружинный маятник 0 — груз массой m,подвешенный на абсолютно упру-

гой пружине и совершающий колебания под действием упругойсилы

1Период колебаний пружинного маятника

────

Т = 2 7p 0 7? 0 m/k 4 0,

где m- масса маятника, k 5 0- жесткостьпружины.

1Математический маятник 0 — идеализированная система, состоящая из

материальной точки, подвешенной на невесомой инерастяжимой нити.

1Период колебаний математического маятника

───

Т=2 7p 0 7? 0 l/g ,

где l — длина математического маятника, g-ускорениесвободного падения.

1Затухающие колебания 0 — колебания,амплитуда которых уменьшается с

течением времени.

1Вынужденные колебания 0 — колебания, которые происходят под дейс-

твием внешней периодически изменяющейся силы или внешнейпериодически

изменяющейся эдс.

1Автоколебания 0 - незатухающие колебания, поддерживаемые внешним

источником энергии, вид и свойства которых определяютсясамой систе-

мой.

1Резонанс 0 — явление резкого возрастанияамплитуды вынужденных ко-

лебаний при приближении частоты вынуждающей силы ксобственной частоте

колебаний системы.

1Колебательный контур 0 — электрическаяцепь, состоящая из включен-

ных последовательно конденсатора емкостью С, катушкииндуктивностью L

и резистора сопротивлением R, в которой могут возникатьэлектромагнит-

ные колебания.

1Формула Томсона 0, устанавливает связьмежду периодом Т собственных

колебаний в контуре без активного сопротивления, индуктивностью L и

емкостью С контура.

───

T = 2 7p 0 7? 0 L 5. 0C

1Полная электромагнитная энергияконтура 0 в любой момент времени

W = LI 52 0/2 +CU 52 0/2

1Переменный ток 0- электрический ток,изменяющийся во времени.

1ЭДС индукции, 0 возникающая при вращениирамки

E = BSN 7w 0sin 7w 0 t,

где В — индукция магнитного поля, S — площадь рамки, N — число витков

в рамке, 7w 0 — угловая скорость вращениярамки, t — время.

Максимальная ЭДС индукции

E 4мах 0 =BSN 7w

1Действующее значения силы тока и напряжения 0- среднее квадратич-

ное значение силы переменного тока или напряжения запериод. Действую-

щее значение силы тока равно силе постоянного тока,выделяющего в про-

воднике то же количество теплоты, что и переменный ток зато же время.

— 19 -

Действующее или эффективное значение силыпеременного тока и нап-

ряжения связаны с их максимальными значениями формулами:

__ 5 0 __

I 4д 0 =I 4m 0/ 7? 5 02 7 0, U 4д 0 =U 4м 0/ 7? 5 02 7 0.

1Индуктивное сопротивление

R 4L 0 = 7w 0 L

1Емкостное сопротивление

1R 4C 0 =1/ 7w 0 5. 0C

1Импеданс 0 (полное сопротивление электрической цепи при синусои-

дальных напряжениях и токе)

─────────────────────

Z = 7 ? 0 R 52 0+ [ 7w 0 L — 1/( 7w 0 C)] 52

1Закон Ома для цепи переменного тока

I 40 0 =U 40 0/Z,

где I 40 0 и U 40 0 -амплитудные значениясилы тока и напряжения.

1Мощность переменного тока

P = IU cos 7f

6Коэффициент мощности

6cos 7f 0 =R/Z

1Трансформатор 0- электротехническоеустройство, служащее для повы-

шения или понижения напряжения переменного тока.

1Коэффициент трансформации 0 — отношениечисла витков в первичной и

вторичной обмотках трансформатора, показывающее, восколько раз ЭДС во

вторичной обмотке трансформатора больше (или меньше), чемв первичной.

k =N 41 0/N 42 0 = U 41 0/U 42

При к > 1 трансформатор — понижающий, при к < 1 — повышающий

2ВОЛНЫ

1Волна 0 — процесс распространенияколебаний в среде.

1Поперечная волна — 0волна, в которойколебания происходят перпен-

дикулярно направлению распространения волны.

1Продольная волна 0- волна, в которойколебания происходят вдоль

направления её распространения.

1Длина волны - 0 величина, равнаярасстоянию между точками, фазы ко-

лебаний в которых отличаются на 2 7p 0 , илирасстояние, на которое рас-

постраняется волна за время, равное периоду колебанийточки среды.

7l 0 = vT,

где v — скорость волны, Т — период колебаний.

Формула, связывающая длину волны с частотойколебаний

v = 7 ly

1Фронт волны 0 — поверхность, котораяотделяет область пространства,

уже вовлечённую в волновой процесс, от областипространства, в которой

колебания ещё не возникли.

1Волновая поверхность 0- геометрическоеместо точек, колеблющихся в

одинаковой фазе.

1Разность фаз

2 7p

7Df 0= 7 0── (r 42 0 — r 41 0)

— 20 -

1Принцип суперпозиции волн: 0 при распостранении в линейной среде

нескольких волн каждая из них распстраняется так, как будто другие

волны отсутствуют, а результирующее смещение частицсреды в любой мо-

мент времени равно геометрической сумме смещений, которые получают

частицы, участвуя в каждом из слагающих волновыхпроцессов.

1Когерентность 0 — согласованноепротекание во времени и пространс-

тве нескольких колебательных или волновых процессов.

1Когерентные волны 0 — волны, разностьфаз которых остается постоян-

ной во времени.

Когерентными могут лишь волны, имеющие одинаковуючастоту.

1Интерференция волн 0 - сложение когерентных волн, при котором в

разных точках пространства получается усиление илиослабление амплиту-

ды результирующей волны.

1Условия интерференционных максимумов 0: разность хода волн равна

чётному числу длин полуволн или целому числу длин волн.

7D 0 r =2k 7l 0 /2 = k 7l

где 7 D 0 r — разность хода волн, 7l 0 — длина волны, k = 0,1,2,...

1Условия интерференционных мимимумов 0:разность хода волн равна не-

чётному числу длин полуволн.

7D 0 r = (2k +1) 7l 0 /2,

где 7 D 0 r — разность хода волн, 7l 0 — длина волны, k = 0,1,2,...

1Звуковые (или акустические) волны 0 — распостраняющиеся в среде уп-

ругие волны, частоты которых лежит в диапазоне от 16 Гцдо 20 кГц.

Звуковые волны в газах и жидкостях могут быть толькопродольными.

В твердых телах звуковые волны могут быть какпродольными, так и попе-

речными.

1Инфразвук - 0 волны с частотами меньше16 Гц.

1Ультразвук 0 — волны с частотами больше20 кГц.

1Интенсивность звука 0 — величина, определяемая средней по времени

энергией, переносимой звуковой волной за 1 с черезплощадку 1 м 52 0, пер-

пендикулярную направлению распостранению волны.

I = W/St

Интенсивность звука - величина, объективнохарактеризующая волновой

процесс.

1Громкость звука 0 — субъективнаяхарактеристика звука, связанная с

его интенсивностью и зависящая от частоты.

1Высота звука 0 — качество звука,определяемое человеком субъективно

на слух и зависящее от частоты звука. С ростом частоты высота звука

увеличивается.

1Электромагнитная волна 0 — переменноеэлектромагнитное поле, рас-

постраняющееся в пространстве с конечной скоростью. Электромагнитные

волны возникают по той причине, что переменноеэлектрическое поле по-

рождает переменное магнитное поле, которое, в своюочередь, порождает

переменное электрическое поле.

Электромагнитные волны распространяются в вакуумесо скоростью

света.

Электромагнитные волны поперечны: векторы Е и Вэлектрического и

магнитного полей волны взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости,

перпендикулярной вектору v скорости распостранения волны.

Электромагнитные волны поглощаются, отражаются ипреломляются по-

добно всем другим видам волн.

— 21 -

2ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

1Свет 0 — электромагнитные волны, длинаволны которых лежит в диапа-

зоне от 4,5 5. 010 5-7 0м до8 5. 010 5-7 0м.

1Геометрическая оптика 0 — разделоптики, в котором законы распост-

ранения света рассматриваются на основе представления осветовых лучах.

1Световой луч — 0линия, вдоль которойраспостраняется энергия све-

товых электромагнитных волн.

1Оптически однородная среда - 0 среда, для которой показатель пре-

ломления везде одинаков.

1Закон прямолинейного распостранения света:свет в оптически одно-

1родной среде распостраняется прямолинейно.

1Закон отражения света 0: луч падающий,луч отражённый и перпендику-

ляр опущенный в точку падения к границе раздела сред, лежат в одной

плоскости. Угол падения равен углу отражения.

1Закон преломления 0: луч падающий, лучпреломлённый и перпендику-

ляр, опущенный в точку падения к границе раздела сред, лежат в одной

плоскости. Отношение синуса угла падения к синусуугла преломления

есть величина постоянная для данных двух сред иназывается относитель-

ным показателем преломления второй среды относительнопервой (n 421 0).

sin 7a 0/sin 7b 0 = n 421 0,

где 7 a 0 — угол падения, 7b 0 — уголпреломления.

Углы падения и преломления отсчитываются отперпендикуляра к границе

раздела сред.

1Относительный показатель преломления 0двух сред равен отношению их

абсолютных показателей преломления.

n 421 0 =n 42 0/n 41

1Абсолютный показатель преломлениясреды 0 — величина n, равная от-

ношению скорости 1 с 0 электромагнитных волн ввакууме к их скорости v в

среде.

n = c/v

1Полное отражение 0 1света 0может наблюдаться при переходе луча света

из среды с большим показателем преломления в среду сменьшим показате-

лем преломления.

1Предельный угол полного отражения 0 - угол падения, при котором

угол преломления равен 7 p 0 /2.

sin 7a 0 4пр 0 = n 42 0/n 41 0,

где 7 a 0 4пр 0 — предельный уголполного отражения; n 41 0- показатель преломле-

ния среды, из которой луч света падает на границураздела сред; n 42 0 -

показатель преломления среды, в которую переходитпреломлённый луч.

1Линза 0 — прозрачное тело, ограниченноедвумя поверхностями, пре-

ломляющими световые лучи, способное формироватьоптические изображения

предметов.

По оптическим свойствам линзы делятся на собирающиеи рассеиваю-

щие.

1Тонкая линза 0 — линза, толщина которойзначительно меньше по срав-

нению с радиусами поверхностей, ограничивающих линзу.

1Главная оптическая ось 0 — прямая,проходящая через центры кривизны

поверхностей линзы.

1Оптический центр линзы 0 — точка,лежащая на главной оптической оси

и обладающая тем свойством, что лучи проходят сквозь неене преломля-

ясь.

1Фокус - 0 точка, в которой послепреломления собираются все лучи,

падающие на линзу, параллельно главной оптической оси.

- 22 -

1Формула тонкой линзы

1/f + 1/d = 1/F,

где d — расстояние от предмета до линзы; f — расстояниеот линзы до

изображения; F — фокусное расстояние. Для собирающейлинзы F > 0, d>0,

для действительного изображения f > 0, для мнимогоизображения f < 0.

1Оптическая сила линзы 0 — величинаобратная фокусному расстоянию.

D = 1/F.

Единица оптической силы линзы — диоптрия (дптр).

1Оптическая сила тонкой линзы

D = (n — 1) 5. 0(1/R 41 0 + 1/R 42 0),

где n — относительный показатель преломления линзы, R 41 0и R 42 0 — радиусы

кривизны поверхностей (R > 0 для выпуклойповерхности; R < 0

для вогнутой).

1Увеличение линзы 0- отношениелинейного размера изображения к ли-

нейному размеру предмета.

G = H/h,

где Н-размер изображения, h- размер предмета.

2ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

1Волновая оптика - 0 раздел оптики, изучающий оптические явления, в

которых проявляется волновая природа света.

1Интерференция света 0- сложениекогерентных волн, вследствие кото-

рого наблюдается устойчивая во времени картина усиленияили ослабления

результирующих световых колебаний в различных точкахпространства.

1Дифракция света 0- явление огибанияволнами препятствий, размеры

которых соизмеримы с длиной волны.

1Принцип Гюйгенса 0 — каждая точка, докоторой доходит волна, служит

центром вторичных волн, а огибающая этих волн даетположение волнового

фронта в следующий момент времени.

1Дифракционная решётка 0 — это оптическийприбор, представляющий со-

бой систему из большого числа одинаковых по ширине ипараллельных друг

другу щелей, разделенных одинаковыми по ширине непрозрачнымипромежут-

ками.

1Постоянная (период) дифракционной решетки

d = a + b,

где а — ширина каждой щели решетки, b — ширинанепрозрачных участков

между щелями.

1Условие главных максимумов для дифракционнойрешётки 0:

dsin 7f 0 =k 7l 0,

где d — постоянная дифракционной решётки, 7f 0- угол дифракции, 7l 0 — длина

волны, k — порядок дифракционного максимума, k = 1,2,3...

1Дисперсия света 0 — зависимостьпоказателя преломления вещества от

частоты (длины волны) света или зависимость скоростисветовых волн от

его частоты.

Следствие дисперсии — разложение в спектр пучкабелого света при

прохождении его через призму.

1Угол отклонения лучей призмой

7f 0 = A(n — 1),

где А — преломляющий угол призмы, n — показатель еепреломления.

1Естественный свет 0 — электромагнитнаяволна, в которой направления

векторов E и B могут лежать во всевозможных плоскостях,перпендикуляр-

ных к вектору скорости распостранения волны.

— 23 -

1Поляризованный свет - 0 свет, в которомнаправления колебаний век-

торов Е и В каким-то образом упорядочены.

2КВАНТОВАЯ ОПТИКА

1Фотон 0 — элементарная частица, квантэлектромагнитного поля. Имеет

нулевую массу покоя, движется со скоростью света.

1Энергия кванта света

7e 0=h 7y 0 = hc/ 7l 0 ,

где h — постоянная Планка, 7 y 0 — частотасвета, 7 l 0 — длина волны, с -

скорость света в вакууме. с =3 5. 010 58 0 м/с.

1Постоянная Планка

h =6.625 5. 010 5-34 0 Дж/с

1Масса фотона

m = h 7y 0/c 52

1Импульс фотона

p = h 7y 0 /c =h/ 7l

1Внешний фотоэффект - 0 вырыванияэлектронов с поверхности металлов

под действием света.

1Законы внешнего фотоэффекта.

1. 1 Закон Столетова: 0 прификсированной частоте падающего света

число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицувремени, пропор-

ционально интенсивности света (сила фототока насыщенияпропорциональна

световому потоку).

2.Максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от

интенсивности падающего света, а определяется только егочастотой.

3.Для каждого вещества существует «краснаяграница» фотоэффекта,

т.е. минимальная частота света ниже которой фотоэффектневозможен.

1Уравнение Эйнштейна для внешнегофотоэффекта: 0 энергия падающего

фотона расходуется на совершение электроном работы выходаА из металла

и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетическойэнергии.

h 7n 0 = A +mv 52 0/2

1Работа выхода 0 — энергия, которую надосообщить электрону для его

выхода за пределы металла.

1Красная граница фотоэффекта

h 7n 0 4кр 0= А hc/ 7l 0 4кр 0 = А

2АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

1Первый постулат Бора 0 (постулатстационарных состояний): в атоме

существуют стационарные ( не изменяющиеся со временем)состояния, в

которых он не излучает энергию.

В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь покруговой ор-

бите, имеет дискретные квантованные значения моментаимпульса.

mvr = nh/2 7p 0,

где m — масса электрона, v — его скорость, r — радиус орбиты, n =

1,2,3,...

1Второй постулат Бора ( 0правило частот)при переходе электрона с

одной стационарной орбиты на другую излучается (поглощается)фотон с

энергией, равной разности энергий соответствующихстационарных состоя-

ний.

h 7y 0 =E 4n 0 - 4 0E 4m

1Атомное ядро 0 состоит из из протонов инейтронов. Их общее назва-

ние — нуклоны.

- 24 -

Число протонов в ядре равно порядковому номерухимического эле-

мента в таблице Менделеева, а число нейтронов равно разности между

массовым числом и порядковым номером.

1Массовое число 0 — общее число нуклоновв атомном ядре.

1Изотопы 0 - атомы химических элементов, ядра которых состоят из

одинакового числа протонов, но разного числа нейтронов.

1Энергия связи ядра 0 — энергия, которуюнеобходимо затратить, чтобы

расщепить ядро на отдельные нуклоны.

1Энергия связи нуклонов в ядре

E 4св 0 = [Zm 4p 0 + (A — Z)m 4n 0 — m 4я 0] 5. 0c 52 0 =[Zm 4H 0 + (A — Z)m 4n 0 — m] 5. 0c 52 4 ,

где m 4p 0, m 4n 0, m 4я 0 — соответственно массы протона, нейтрона и ядра;m 4H 0 -

масса атома водорода. m — масса атома. А — массовоечисло, Z — заряд

ядра.

1Удельная энергия связи 0 — энергиясвязи, отнесенная к одному нук-

лону. Е 4св 0/ А

1Дефект массы ядра 0: разность междусуммарной массой свободных нук-

лонов, из которых состоит ядро и массой ядра.

7D 0 m = [Zm 4p 0 + (A — Z)m 4n 0 — m 4я 0] 5. 0c 52 0 =[Zm 4H 0 + (A — Z)m 4n 0 — m] 5. 0c 52

1Ядерные силы 0 — силы, действующиемежду составляющими ядро нукло-

нами и значительно превышающими кулоновские силы отталкивания между

протонами. Относятся к классу сильных взаимодействий.

1Радиоактивность 0 — способностьнекоторых атомных ядер самопроиз-

вольно (спонтанно) превращаться в другие ядра сиспусканием элементар-

ных частиц.

Радиоактивность подразделяют на естественную(наблюдается у неус-

тойчивых изотопов, существующих в природе) иискусственную (наблюдает-

ся у изотопов, полученных посредством ядерных реакций).

К радиоактивным превращениям относятся: альфа-распад, все виды

бета-распада, спонтанное деление ядер, протонная радиоактивность.

Обычно все типы радиоактивности сопровождаютсягамма-излучением.

Три типа радиоактивного излучения:

1.Альфа-излучение - поток ядер гелия.

2.Бета-излучение — поток быстрых электронов.

3.Гамма-излучение — коротковолновое электромагнитноеизлучение с

длиной волны меньше 10 5-10 0 м, т.е. являетсяпотоком фотонов.

1Радиоактивный распад 0 - естественное радиоактивное превращение

ядер, происходящее самопроизвольно.

Число ядер, распавшихся в среднем за промежутоквремени dt

dN = - 7l 0 Ndt,

где N — число нераспавшихся ядер в начальный моментвремени, 7 l 0 — пос-

тоянная радиоактивного распада.

1Закон радиоактивного распада

4- 0 _ 5t

N 1 0= 1 0N 40 0 exp(- 7l 0 t) или N = N 40 02 4 5 T 0 ,

где N 40 0 — число нераспавшихся ядер вначальный момент времени, N — чис-

ло нераспавшихся ядер в момент времени t, exp = 2,72 — основание нату-

рального логарифма, 7l 0- постояннаярадиоактивного распада. Т — период

полураспада.

1Период полураспада - 0 время, за котороеисходное число радиоактив-

ных ядер в среднем уменьшается вдвое.

T = ln2/ 7l

— 25 -

1Число ядер, распавшихся за время t

7D 0 N = N 40 0 — N = N 40 0[ 1 — exp(- 7l 0 t)]

1Cреднее время жизни радиоактивного ядра

7t 0= 7 01/ 7l

1Активность радиоактивного источника - 0число распадов радиоактив-

ных ядер в единицу времени

A = 7 l 0 N =ln2 5. 0N/T

Единица активности — беккерель.

1Ядерная реакция 0 — превращения атомныхядер одних химических эле-

ментов в ядра атомов других химических элементов, вызванные взаимо-

действием ядер с элементарными частицами или с другимиядрами.

1Реакция деления ядра - 0 тяжелое ядропод действием нейтронов де-

лится чаще всего на два ядра, близких по массе.

1Цепная реакция деления 0 — ядернаяреакция, в которой частицы, вы-

зывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции.

1Коэффициент размножения нейтронов - 0отношение числа нейтронов в

данном поколении к их числу в предыдущем поколении.

Необходимым условием для развития цепной реакцииделения является

требование k 7. 0 1.

1Критические размеры - 0 минимальныеразмеры активной зоны, при ко-

торых возможно осуществление цепной реакции.

1Критическая масса - 0 минимальная массаделящегося вещества необхо-

димая для осуществления цепной реакции.

1Ядерный реактор - 0устройство, в которомосуществляется и поддержи-

вается управляемая цепная реакция деления.

еще рефераты

Еще работы по физике

Реферат по физике

Лекции по физике В.И.Бабецкого

26 Июня 2015

Реферат по физике

Владимира Иннокентьевича Бабецкого (3 семестр)

26 Июня 2015

Реферат по физике

Разработка демонстрационных программ для применения в процессе преподавания физики